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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇現(xiàn)代制造技術(shù)的概念范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,先進制造技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用日漸普及,但是需要注意的時,現(xiàn)代人們對先進制造技術(shù)概念還缺少著一個統(tǒng)一的認識,從而也就形成了很多不必要的誤區(qū)。先進制造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,會對機械制造業(yè)的發(fā)展帶來很大的促進作用。一方面,先進制造技術(shù)的技術(shù)理論,在機械制造業(yè)中得到具體應(yīng)用和實現(xiàn),能夠促進機械制造業(yè)的快速發(fā)展;另一方面,機械制造業(yè)因為自身生存雪球,諸多新工藝和新技術(shù)的出現(xiàn)也能夠讓先進制造技術(shù)的理論得到豐富和發(fā)展,從而促使其應(yīng)用范圍得到進一步擴大,逐漸推廣到其他制造領(lǐng)域中。
1 先進制造技術(shù)的概念分析
先進制造技術(shù)起始于二十世紀(jì)八十年代末,其是由美國學(xué)者結(jié)合當(dāng)時美國制造業(yè)所遭遇的危機和機遇,通過全面、深刻的分析其在制造業(yè)中存在的一系列問題,對國民經(jīng)濟中制造業(yè)的地位和作用重新得到認識之后所提出的一種全新理念[1]。而隨著現(xiàn)代計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展,在很大程度上行促進了制造技術(shù)的快速發(fā)展,促使現(xiàn)代制造技術(shù)得到了進一步創(chuàng)新改革,相對于傳統(tǒng)制造技術(shù)而言逐漸發(fā)生著重大改變,先進制造技術(shù)思想也就是在當(dāng)下的社會局勢下逐漸衍生。先進制造技術(shù)概念一經(jīng)提出就獲得了諸多國家的普遍認可,如日本、歐洲各國等,并結(jié)合此技術(shù)將一系列發(fā)展技術(shù)制定出來,以此來對先進制造技術(shù)的發(fā)展予以強有力的支持。近幾年來,先進制造技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的重要性和必要性在我國也逐漸得到了充分認識。
從當(dāng)下理論界而言,尚海沒有出現(xiàn)一個關(guān)于先進制造技術(shù)的公認的嚴(yán)格定義。而筆者認為先進制造技術(shù)屬于一種技術(shù)群,其是以計算機技術(shù)為核心,對信息、草料以及能源和環(huán)保等高新技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)進行綜合運用,然后將其運用到制造全過程,如產(chǎn)品設(shè)計、加工以及生產(chǎn)管理與銷售等上的一種制造技術(shù)總稱。先進制造技術(shù)的特點主要可劃分為四種:第一,先進制造技術(shù)并不是某種具體技術(shù),而是一種技術(shù)群,且這種技術(shù)群并不是始終一成不變的,而是具有一定的動態(tài)化。第二,先進制造技術(shù)不是一種只是指制造過程中的一種技術(shù),而是在產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)管理以及營銷的所有制造過程中予以落實貫徹。第三,先進制造技術(shù)是一種技術(shù)群且具有著一定程度的綜合性特征,其融入了諸多專業(yè)學(xué)科中的先進技術(shù)。第四,先進制造技術(shù)的核心在于計算機技術(shù),其是以計算機技術(shù)為依據(jù)的一種先進技術(shù)。
2 先進制造技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用
2.1 在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中的應(yīng)用
在機械制造過程中現(xiàn)代設(shè)計的思想和方法已經(jīng)在機械產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)等過程中得到了廣泛應(yīng)用,諸多現(xiàn)代設(shè)計方法和技術(shù),如:綠色設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、虛擬技術(shù)、可靠性設(shè)計以及并行工程等,促使傳統(tǒng)設(shè)計思想和方法逐漸開始發(fā)展改變。從設(shè)計內(nèi)容的角度上講,傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設(shè)計的設(shè)計過程主要可分成三個層次,及方案、技術(shù)以及工藝設(shè)計,其設(shè)計的內(nèi)容存在一定的局限性[2]。而現(xiàn)代設(shè)計的內(nèi)容已經(jīng)延伸到了產(chǎn)品制造的全過程的全面設(shè)計,如產(chǎn)品規(guī)劃、制造、檢驗、銷售以及維護和回收等。而從設(shè)計方法的角度上講,傳統(tǒng)設(shè)計的主要示結(jié)合所積累的經(jīng)驗、單一化的知識以及滯后的生產(chǎn)設(shè)計工具來實施,而現(xiàn)代設(shè)計則是在計算機輔助技術(shù)的基礎(chǔ)上,以多種學(xué)科及技術(shù)手段為核心,讓并行化、最優(yōu)化以及精確化的設(shè)計過程得以實現(xiàn)。
2.2 產(chǎn)品制造是所衍生出來了一系列新工藝和新技術(shù)
機械制造工藝主要是指將原材料和半成品,加工制造成機械產(chǎn)品的一種方法和流程,在機械制造的整個過程中有著非常重要的作用。在其制造過程中,隨著日漸滲透進來的先進制造技術(shù),再加上生產(chǎn)的實際需求,已然衍生出來一系列全新工藝和技術(shù)。例如:在毛坯制造上,近幾年來涌現(xiàn)出來了諸多高新技術(shù),包括鋼液精煉和保護成套技術(shù)、高效金屬型鑄造工藝及設(shè)備、新型焊接電源及控制技術(shù)以及激光焊接與切割技術(shù)等。從機械加工角度上來看,有精密加工、超精密加工技術(shù),難加工材料的切削技術(shù)以及復(fù)雜型面的數(shù)控加工技術(shù)等。從熱處理上看,有可控氣氛熱處理、真空熱處理、激光表面合金化等先進技術(shù)。從自動化生產(chǎn)角度上看,機床數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機器人、傳感技術(shù)以及集成制造技術(shù)等已經(jīng)得到了較為廣泛的運用。這些應(yīng)用技術(shù),不僅能夠讓機械制造本身的需求得到有效滿足,而且也能夠?qū)ο冗M制造技術(shù)的體系發(fā)展和建設(shè)帶來一定的支持作用。
2.3 先進制造技術(shù)讓企業(yè)組織管理模式得到創(chuàng)新
在大批量生產(chǎn)模式下,企業(yè)組織管理模式大都是以功能專業(yè)化為主,通過對剛性生產(chǎn)線進行運用,讓各個部門都能夠嚴(yán)格執(zhí)行自身的職責(zé)。而隨著先進制造技術(shù)的滲透,促使現(xiàn)在制造業(yè)的生產(chǎn)模式正逐漸轉(zhuǎn)變成中小批量生產(chǎn)模式,由此也就促使企業(yè)的組織和管理模式不得不進行針對性的創(chuàng)新和改革[3]。首先,使其從傳統(tǒng)的順序工作方式逐漸轉(zhuǎn)變成并行工作方式;其次,從組織形式上功能劃分部門的固定形式逐漸轉(zhuǎn)變成小組組織下的動態(tài)、自主管理形式;第三,從金字塔式的多層次生產(chǎn)管理結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成扁平式網(wǎng)絡(luò)機構(gòu);第四,從質(zhì)量為主的競爭戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變成迅速響應(yīng)市場的競爭戰(zhàn)略;最后,從以技術(shù)為核心轉(zhuǎn)變成以人為本。
3 結(jié)語
綜上所述,先進制造技術(shù)是制造技術(shù)領(lǐng)域中的一種創(chuàng)新和改革,其為制造技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn),為傳統(tǒng)機械制造業(yè)輸入了全新的生命力,進一步促進了諸多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
一:機械制造技術(shù)的概念
機械制造業(yè)指從事各種動力機械、起重運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、冶金礦山機械、化工機械、紡織機械、機床、工具、儀器、儀表及其他機械設(shè)備等生產(chǎn)的行業(yè)。機械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟提供技術(shù)裝備,其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一,是國家重要的支柱產(chǎn)業(yè)。機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年,積累了許多理論和實踐經(jīng)驗,但隨著當(dāng)今社會的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。先進制造技術(shù)這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。
(1)從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要(2)從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。(3)從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,減少層次和中間環(huán)節(jié)。(4)從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變,縮短工作周期,提高工作質(zhì)量。
二、機械制造技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢
發(fā)展低成本自動化技術(shù),潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果,適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。20世紀(jì)下半頁,日本豐田汽車集團首創(chuàng)的精節(jié)生產(chǎn)LP(LeanProduction)模式,就是以最小的投入,取得最大的產(chǎn)量的具體表現(xiàn)。借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術(shù)的經(jīng)驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備,在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)時,應(yīng)以原有的設(shè)備為主,合理調(diào)整機床布局,添加少量的數(shù)控設(shè)備,引入CAD/CAM技術(shù),充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性,共同構(gòu)成一個以人為中心,以信息自動化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng),為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。從長遠看,在發(fā)展中循序漸進的搞好制造業(yè)生產(chǎn),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是需要每一個企業(yè)家和國家共同努力完成。
機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)密工程。(3)傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。機械制造自動化技術(shù)自本世紀(jì)20年代出現(xiàn)以來,經(jīng)歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯(lián)系,它是制造技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)的綜合,旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和對市場的響應(yīng)速度。
三、機械制造技術(shù)的新趨勢
(一)、機械智能化
智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),該系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等。在智能系統(tǒng)中,“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性(適應(yīng)性和友好性)。在設(shè)計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調(diào)安全性和友好性;對于環(huán)境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協(xié)作與競爭。
(二)、機械敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ),選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標(biāo)共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應(yīng),以滿足用戶的需要。為了達到快速應(yīng)變能力,虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù),其核心是虛擬制造技術(shù),即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路,它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平,是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。
(三)、機械虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀(jì)90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術(shù)為基礎(chǔ),集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學(xué)、信息技術(shù)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)等高新技術(shù)為一體,是一項由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防的措施,從而達到產(chǎn)品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強產(chǎn)品競爭力的目的。
四:結(jié)束語
總之,我國機械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動化技術(shù),不但要起點高,瞄準(zhǔn)世界先進水準(zhǔn),而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù),堅持提高與普及相結(jié)合的方針,我國的機械自動化技術(shù)發(fā)應(yīng)應(yīng)用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。
參考文獻
[1]黃華梁、彭文生.創(chuàng)新思維與創(chuàng)造性技法.北京:高等教育出版社,2007
先進機械制造技術(shù)是當(dāng)前科技發(fā)展的一個重要科技成果,它不僅融合了機械制造技術(shù)同時也融合計算機信息技術(shù)、集成化制造技術(shù)為一體,其高科技優(yōu)勢在機械制造領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈重要的作用。但需要看到的是,由于技術(shù)并不成熟,機械制造進度非常緩慢、效率低下,很難應(yīng)對當(dāng)前快速發(fā)展下的激烈市場競爭環(huán)境。而先進機械制造技術(shù)則能夠充分發(fā)揮其智能化、系統(tǒng)化的優(yōu)勢,彌補傳統(tǒng)制造技術(shù)所表現(xiàn)出的不足之處,極大的提升了生產(chǎn)效率并使產(chǎn)品朝向多樣化、精細化的方向迅速發(fā)展。
一、現(xiàn)代機械制造技術(shù)主要特征及發(fā)展趨勢
(一)現(xiàn)代機械制造技術(shù)主要特征
目前,工藝這一概念的含義得到不斷拓展,從局部到整體、從狹義到廣義、從零散到系統(tǒng),現(xiàn)代化的“工藝”概念已經(jīng)逐漸演變成為為整個制造過程為服務(wù)對象提供高質(zhì)量、高效、富有競爭力的服務(wù)。其中包括信息流、物質(zhì)流與能量流在內(nèi)的一整套先進制造技術(shù)體系即可稱之為“機械制造技術(shù)系統(tǒng)”,如圖1所示。
及工業(yè)工程(IE)、系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)(SPJ)、系統(tǒng)管理(SMI)的相關(guān)原理及方法引入之機械制造技術(shù)中來后,機械制造生產(chǎn)過程中的信息流、物質(zhì)流與能量流通過某種程度的結(jié)合并經(jīng)系統(tǒng)優(yōu)化后即成為一項新的生產(chǎn)技術(shù)體制,即機械制造技術(shù)系統(tǒng),它具有顯著的自動化、高效化、柔性化的效果特征,為機械制造提供了強有力的支撐條件。
(二)現(xiàn)在機械制造技術(shù)發(fā)展趨勢
1.全球化
機械制造全球化無疑是當(dāng)今機械制造行業(yè)發(fā)展的重要趨勢,近幾年以來在各項工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,國際化經(jīng)營已經(jīng)成為了廣大大中型企業(yè)取得成功的關(guān)鍵因素所在。一方面看,國際與國內(nèi)市場競爭日益激烈。以機械制造業(yè)為例,國內(nèi)外已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)在激烈的國際競爭中紛紛敗落,即使在國內(nèi)市場尚占有一定份額的企業(yè)也不得不大力開拓新的市場勉強生存。從另一方面來看,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)得到了快速發(fā)展并為相關(guān)企業(yè)提供了全面的技術(shù)信息交流、經(jīng)營管理手段與產(chǎn)品開發(fā)措施,有效推動了各大企業(yè)既競爭又合作的發(fā)展態(tài)勢。在這一驅(qū)使下國際間市場競爭更加激烈,與此同時在上述兩個因素的作用下全球化制造業(yè)發(fā)展的動力也愈加顯著。
2.信息化網(wǎng)絡(luò)化
隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幾盡壟斷了整個市場的信息交流領(lǐng)域。反觀制造技術(shù)方面,一種新的產(chǎn)品研發(fā)與制造模式逐漸呈現(xiàn)――利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)異地實行。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展給企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)活動帶來了可謂是革命性的變化。不論是從產(chǎn)品設(shè)計、零件制造、材料選控、市場開拓及銷售上都能夠通過互聯(lián)網(wǎng)異地、跨界進行。而且通過互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)的應(yīng)用能夠有效加強世界各國產(chǎn)品的合作與技術(shù)經(jīng)驗交流,在短時間內(nèi)快速、有效的學(xué)習(xí)先進的技術(shù)經(jīng)驗(如圖2所示)。
3.自動化
一般來講,自動化是一個動態(tài)概念。就現(xiàn)階段而言,對于自動化的研究仍然處于集成技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、制造系統(tǒng)與制造單元技術(shù)、柔性制造技術(shù)、制造過程計劃與調(diào)度、制造環(huán)境等方面。制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢決定了機械制造行業(yè)朝著制造全球化、敏捷化、人機一體化、單元技術(shù)、計劃與調(diào)度、柔性技術(shù)等現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的發(fā)展。
二、我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展趨勢
(一)虛擬技術(shù)化
在現(xiàn)實生活當(dāng)中虛擬技術(shù)主要運用于所生產(chǎn)產(chǎn)品的驗證與檢測,為確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。每一項新技術(shù)的投入及使用都會在投入市場前展開大規(guī)模的檢查與調(diào)查工作,保證產(chǎn)品質(zhì)量、性能及工藝達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此,我們在展開對某項產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)之前應(yīng)該首先對該產(chǎn)品的各項性能質(zhì)量予以明確并進行綜合性的檢測,在生產(chǎn)過程當(dāng)中嚴(yán)格把控,對生產(chǎn)過程中所存在的問題與缺陷加以預(yù)測,一旦出現(xiàn)問題能夠及時聯(lián)動、迅速解決。
(二)綠色環(huán)保化
隨著國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展,人民對于生活環(huán)境有了越來越高的要求。我們所提倡的可持續(xù)發(fā)展延伸至機械制造上極為綠色發(fā)展。從某種程度上來說,綠色發(fā)展是在產(chǎn)品的設(shè)計、制造工藝、生產(chǎn)、包裝等多個環(huán)節(jié)中展開綠色管理工作,確保所生產(chǎn)的產(chǎn)品達到國家規(guī)定的環(huán)境要求且在回收后能夠得到二次利用。綠色制造技術(shù)不但能夠保證原材料與能源的高效利用同時對于有效減少對生態(tài)環(huán)境的破壞也有極為重要的作用。從整體上看,不論是對于我國國內(nèi)市場還是國外市場,日前人們對于環(huán)境保護的重要性到達了歷史性的最高點。眾所周知,地球的資源是有限度的,而如何對地球資源加以合理使用并發(fā)揮出最大的價值無疑是新時期下人們對于機械制造技術(shù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的新要求。
(三)工程精密化
精密技術(shù)一般指的是納米技術(shù)、微細加工為代表的一系列超精密加工的技術(shù)手段?,F(xiàn)階段,機械制造技術(shù)已經(jīng)進入到微型機械電子技術(shù)與微型機器人發(fā)展的時代中,并不斷朝著小、精、簡的方向迅速發(fā)展。相信在未來的一段時間中,小、精、簡的發(fā)展趨勢將成為我國機械制造行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。其次,精密工程越來越得到行業(yè)重視與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開關(guān)系,精密的科學(xué)分工、部門的不斷細化也為精密工程的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。從另一方面來看,人們也在不斷追求著精細的生活方式,無論是大型的家用電器還是電子產(chǎn)品,從外形與細節(jié)不斷優(yōu)化。
三、結(jié)語
總而言之,我國機械制造技術(shù)的發(fā)展還并不成熟,一直一來我國都將機械制造技術(shù)的重點放置于國內(nèi),在國外技術(shù)方面并沒有予以足夠的重視。近年來我國與國外的交流日益頻繁,但我們?nèi)匀恍枰吹降氖俏覈鴻C械制造行業(yè)同國外相比仍然有較大的差距,甚至在目前乃至未來的較長一段時間內(nèi)都難以克服。正因如此,在新時期我國必須要加大力度切實發(fā)展現(xiàn)代機械制造技術(shù),切實改變我國機械制造技術(shù)方面較為落后的局面,同時摒棄傳統(tǒng)的閉門造車的錯誤觀念積極學(xué)習(xí)國外優(yōu)秀技術(shù),力爭搶占國際市場并占據(jù)一席之地,成為真正的經(jīng)濟強國與技術(shù)強國。
參考文獻:
[1]董艷秋.現(xiàn)代機械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J].煤炭技術(shù).2006年11期.
現(xiàn)代模具產(chǎn)品制造是典型的單件小批量、離散型生產(chǎn)。傳統(tǒng)模具產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計、試制到產(chǎn)品上市周期太長,設(shè)計過程中難以與用戶進行交流,難以及時聽取用戶的意見,難以考慮可制造性和可裝配性,很難全面考慮安全、維護等方面的要求,不能綜合考慮生產(chǎn)、時間以及費用等相互制約條件的限制,更談不上考慮整個模具產(chǎn)品壽命周期的諸多問題。筆者就現(xiàn)代模具產(chǎn)品設(shè)計與制造的高科技信息化及其應(yīng)用談點淺見。
1現(xiàn)代模具設(shè)計與制造已步入信息化時代
改革開放30多年來,中國模具生產(chǎn)作為一個產(chǎn)業(yè)有了翻天覆地的變化。這種變化主要體現(xiàn)在三個方面:產(chǎn)能變化、生產(chǎn)方式變化、技術(shù)革命。大多數(shù)人看到的是中國模具產(chǎn)業(yè)作為一個行業(yè)的從無到有、從小到大、從拾漏補缺到成為主力,以及模具需求和產(chǎn)量的快速增長變化。但更重要的是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和技術(shù)革命。后兩種變化是一種更加深刻、更加根本性的變化。生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在,從過去傳統(tǒng)的小而全的后方車間、作坊式的生產(chǎn),轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨仁袌鰧I(yè)協(xié)作的大規(guī)模生產(chǎn)方式;從完全非標(biāo)生產(chǎn)到相對標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。模具生產(chǎn)技術(shù)革命,濃縮到一點就是企業(yè)信息化也就是數(shù)字化制造和信息化管理。
20世紀(jì)80年代前,很多模具是靠鉗工用手打磨出來的;90年代,由于引入了數(shù)控加工機床、edm等較先進的設(shè)備,大大地提高了模具的生產(chǎn)工藝水平,生產(chǎn)周期及模具的品質(zhì)也有了很大的縮短和改進。高精度加工己經(jīng)把工人從繁重的體力勞動中解放出來。另一方面,cad/cam/cae等計算機輔助技術(shù)在模具行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用,模具的設(shè)計及數(shù)控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae軟件對于模具技術(shù)人員的工作效率和設(shè)計的可靠性已經(jīng)有了很大的提高。目前各模具企業(yè)又面臨著一個新的課題,如何把企業(yè)管理也同樣從煩瑣的事務(wù)中解放出來,讓信息化管理為企業(yè)的生產(chǎn)效率提升作出貢獻。所以模具企業(yè)管理的信息化己經(jīng)成為模具行業(yè)發(fā)展和進步的必然趨勢。
模具生產(chǎn)是單件訂單式生產(chǎn),在管理信息化中有其強烈的特殊性。設(shè)計是制造的一部分,工藝設(shè)計不充分,設(shè)計與工藝信息可直接重復(fù)利用價值不大。因此,根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點把握全面信息化管理與實用、簡化管理的平衡點,是信息化的關(guān)鍵。這就造成很難照搬成熟的管理軟件。例如汽車模具企業(yè)沒有傳統(tǒng)意義上的原材料,倉庫管理等等。購置的都是部件與部件的半成品,不存在入庫出庫過程,制造費用的攤銷每個企業(yè)也是都不一樣。又比如成本核算更應(yīng)該采用項目管理的辦法,而不是采用一般加工制造業(yè)的辦法,什么pdm、erp等軟件不經(jīng)過徹底的改造是完全不適應(yīng)的。
2現(xiàn)代模具設(shè)計的CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用
模具設(shè)計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進行創(chuàng)造性的設(shè)計。模具設(shè)計的內(nèi)容包括產(chǎn)品零件(常稱為制件)成型工藝優(yōu)化設(shè)計與力學(xué)計算和尺寸與尺寸精度確定與設(shè)計等,因此模具設(shè)計常分為制件工藝分析與設(shè)計、模具總體方案設(shè)計、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計四個階段。CAD/CAE,計算機輔助設(shè)計和輔助工程,它包括概念設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、有限元分析、計算機仿真、計算機輔助繪圖和計算機輔助設(shè)計過程管理等。應(yīng)用CAD技術(shù)可以設(shè)計出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu),再通過CAE技術(shù)進行結(jié)構(gòu)分析、可行性評估和優(yōu)化設(shè)計。采用模具CAD/CAE集成技術(shù)后,制件一般不需要再進行原型試驗,采用幾何造型技術(shù),制件的形狀能精確、逼真地顯示在計算機屏幕上,有限元分析程序可以對其力學(xué)性能進行檢測。借助于計算機,自動繪圖代替了人工繪圖,自動檢索代替了手冊查閱,快速分析代替了手工計算,使模具設(shè)計師能從繁瑣的繪圖和計算中解放出來,集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作。在模具投產(chǎn)之前,CAE軟件可以預(yù)測模具結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的正確性。
當(dāng)今的概念設(shè)計已不僅僅是停留在對外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計上,它已經(jīng)擴展到對模具結(jié)構(gòu)分析的領(lǐng)域。對于運用CAD技術(shù)設(shè)計出的模具,可運用先進的CAE軟件(尤其是有限元軟件)對其進行強度、剛度、抗沖擊實驗?zāi)M、跌落實驗?zāi)M、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過這些分析,可以檢驗前面的概念性結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理,分析出結(jié)構(gòu)不合理的原因和部位,然后再在CAD軟件中進行相應(yīng)的修改。修改后再在CAE中進行各種性能的檢測,最終確定滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。
當(dāng)今CAD技術(shù)的發(fā)展使得概念設(shè)計思想體現(xiàn)在相應(yīng)的模塊中。概念設(shè)計不再只是設(shè)計師的思維,系統(tǒng)模塊也融合了一般的概念設(shè)計理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE軟件系統(tǒng),如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有關(guān)產(chǎn)品早期設(shè)計的系統(tǒng)模塊,我們稱之為工業(yè)設(shè)計模塊或概念設(shè)計模塊。例如,Pro/ENGINEER就包含一個工業(yè)設(shè)計模塊——ProDesign,用于支持自上而下的投影設(shè)計,以及在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動設(shè)計。此模塊工具包括概念設(shè)計的二維非參數(shù)化的裝配布局編輯器。這些系統(tǒng)模塊的應(yīng)用大大減少了設(shè)計師的工作量,節(jié)約了工作時間,提高了工作效率,使設(shè)計師把更多的精力用在新產(chǎn)品的開發(fā)及創(chuàng)新上。
3現(xiàn)代模具制造的CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用
[關(guān)鍵詞]先進制造技術(shù)機械制造業(yè)發(fā)展方向
機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年,積累了許多理論和實踐經(jīng)驗,但隨著當(dāng)今社會的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。先進制造技術(shù)這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。它具有如下一些特點:
1.從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要。
2.從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。
3.從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,減少層次和中間環(huán)節(jié)。
4.從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變,縮短工作周期,提高工作質(zhì)量。
5.機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。
下面對自動化技術(shù)給予論述和展望。機械制造自動化技術(shù)自本世紀(jì)20年代出現(xiàn)以來,經(jīng)歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯(lián)系,它是制造技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)的綜合,旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和對市場的響應(yīng)速度。
一、集成化
計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀(jì)制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。CIMS作為一個由若干個相互聯(lián)系的部分(分系統(tǒng))組成,通常可劃分為5部分:
1.工程技術(shù)信息分系統(tǒng)包括計算機輔助設(shè)計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設(shè)計(CAPP),計算機輔助工裝設(shè)計(CATD)數(shù)控程序編制(NCP)等。
2.管理信息分系統(tǒng)(MIS)包括經(jīng)營管理(BM),生產(chǎn)管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務(wù)管理(FM)等。
3.制造自動化分系統(tǒng)(MAS)包括各種自動化設(shè)備和系統(tǒng),如計算機數(shù)控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業(yè)機器人(Robot),自動裝配(AA)等。
4.質(zhì)量信息分系統(tǒng)包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質(zhì)量控制(CAQC),三坐標(biāo)測量機(CMM)等。
二、智能化
智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),該系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等。在智能系統(tǒng)中,“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性(適應(yīng)性和友好性)。在設(shè)計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調(diào)安全性和友好性;對于環(huán)境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協(xié)作與競爭。
三、敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ),選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標(biāo)共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應(yīng),以滿足用戶的需要。為了達到快速應(yīng)變能力,虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù),其核心是虛擬制造技術(shù),即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路,它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平,是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。
四、虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀(jì)90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術(shù)為基礎(chǔ),集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學(xué)、信息技術(shù)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)等高新技術(shù)為一體,是一項由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防的措施,從而達到產(chǎn)品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強產(chǎn)品競爭力的目的。
五、綠色制造技術(shù)的應(yīng)用及綠色設(shè)計
若從節(jié)能、降耗、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的角度出發(fā),諸如快速成形技術(shù)、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網(wǎng)絡(luò)制造等先進制造技術(shù)都可納入綠色制造技術(shù)的應(yīng)用范疇。不過目前能將綠色制造技術(shù)真正應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)的,也是較為成功的應(yīng)用,只要集中在汽車、家電等支柱產(chǎn)業(yè)上。如綠色制造技術(shù)在汽車行業(yè)上的應(yīng)用。
(1)節(jié)約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。
(2)采用新設(shè)計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發(fā)動機公司,發(fā)動了“綠色柴油機行動”,在技術(shù)上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。
(3)適用于環(huán)境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產(chǎn)企業(yè),使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質(zhì),采用輕型材料——鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數(shù)十億美元。
機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年,積累了許多理論和實踐經(jīng)驗,但隨著當(dāng)今社會的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。先進制造技術(shù)這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。它具有如下一些特點:
1.從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要。
2.從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。
3.從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,減少層次和中間環(huán)節(jié)。
4.從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變,縮短工作周期,提高工作質(zhì)量。
5.機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。
下面對自動化技術(shù)給予論述和展望。機械制造自動化技術(shù)自本世紀(jì)20年代出現(xiàn)以來,經(jīng)歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯(lián)系,它是制造技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)的綜合,旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和對市場的響應(yīng)速度。
一、集成化
計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀(jì)制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。CIMS作為一個由若干個相互聯(lián)系的部分(分系統(tǒng))組成,通??蓜澐譃?部分:
1.工程技術(shù)信息分系統(tǒng)包括計算機輔助設(shè)計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設(shè)計(CAPP),計算機輔助工裝設(shè)計(CATD)數(shù)控程序編制(NCP)等。
2.管理信息分系統(tǒng)(MIS)包括經(jīng)營管理(BM),生產(chǎn)管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務(wù)管理(FM)等。
3.制造自動化分系統(tǒng)(MAS)包括各種自動化設(shè)備和系統(tǒng),如計算機數(shù)控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業(yè)機器人(Robot),自動裝配(AA)等。
4.質(zhì)量信息分系統(tǒng)包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質(zhì)量控制(CAQC),三坐標(biāo)測量機(CMM)等。
二、智能化
智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),該系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等。在智能系統(tǒng)中,“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性(適應(yīng)性和友好性)。在設(shè)計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調(diào)安全性和友好性;對于環(huán)境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協(xié)作與競爭。
三、敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ),選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標(biāo)共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應(yīng),以滿足用戶的需要。為了達到快速應(yīng)變能力,虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù),其核心是虛擬制造技術(shù),即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路,它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平,是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。
四、虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀(jì)90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術(shù)為基礎(chǔ),集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學(xué)、信息技術(shù)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)等高新技術(shù)為一體,是一項由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防的措施,從而達到產(chǎn)品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強產(chǎn)品競爭力的目的。
五、綠色制造技術(shù)的應(yīng)用及綠色設(shè)計
若從節(jié)能、降耗、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的角度出發(fā),諸如快速成形技術(shù)、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網(wǎng)絡(luò)制造等先進制造技術(shù)都可納入綠色制造技術(shù)的應(yīng)用范疇。不過目前能將綠色制造技術(shù)真正應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)的,也是較為成功的應(yīng)用,只要集中在汽車、家電等支柱產(chǎn)業(yè)上。如綠色制造技術(shù)在汽車行業(yè)上的應(yīng)用。
(1)節(jié)約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。
(2)采用新設(shè)計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發(fā)動機公司,發(fā)動了“綠色柴油機行動”,在技術(shù)上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。
(3)適用于環(huán)境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產(chǎn)企業(yè),使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質(zhì),采用輕型材料――鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數(shù)十億美元。
六、清潔化
清潔生產(chǎn)是指:將綜合預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略,持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中,以便減少對人類和環(huán)境的風(fēng)險。清潔生產(chǎn)的兩個基本目標(biāo)是資源的綜合利用和環(huán)境保護。對生產(chǎn)過程而言,清潔生產(chǎn)要求滲透到從原材料投入到產(chǎn)出成品的全過程,包括節(jié)約原材料和能源,替代有毒的原材料和短缺資源,二次能源和再生資源的利用,改進工藝及設(shè)備,并將一切排放物的數(shù)量與毒性削減在離開生產(chǎn)過程之前。對于產(chǎn)品而言,清潔生產(chǎn)覆蓋構(gòu)成產(chǎn)品整個生命周期的各個階段,即從原材料的提取到產(chǎn)品的最終處理,包括產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、包裝、運輸、流通、銷售及報廢等,合理利用資源,并最大限度地減少對人類和環(huán)境的不利影響。
綜上所述,機械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進行有機的結(jié)合,通過計算機技術(shù)是企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營、管理和技術(shù)有機集成和優(yōu)化運行,在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化達到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)、成本低的目的,進而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性,使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
參考文獻:
以工程能力培養(yǎng)為中心,構(gòu)建層次式的實踐教學(xué)體系
實現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實踐活動的有機融合深入企業(yè)調(diào)研,分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識、技能、核心能力和態(tài)度,構(gòu)建專業(yè)認知與實踐-金工實習(xí)-課程實驗教學(xué)-生產(chǎn)實習(xí)-課程設(shè)計-綜合實驗周-制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競賽“多元結(jié)合”的實踐教學(xué)體系。在實踐性教學(xué)體系構(gòu)建的過程中,特別注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),努力實現(xiàn)從模擬型向?qū)崙?zhàn)型轉(zhuǎn)變,由限制性向自主性轉(zhuǎn)變,由驗證性向綜合性轉(zhuǎn)變,由理論性向應(yīng)用性轉(zhuǎn)變。注重讓學(xué)生建立起工程的系統(tǒng)概念,了解工藝設(shè)計、制造、檢驗等過程。從機械制造技術(shù)基礎(chǔ)—先進制造技術(shù)—數(shù)控編程—實際加工操作,注重層次化、從設(shè)計、仿真到實際零件加工的動手能力培養(yǎng),體現(xiàn)漸進性教學(xué)方式。金工實習(xí)使學(xué)生了解基本的機械制造知識和方法;生產(chǎn)實習(xí)使之了解機械產(chǎn)品加工與裝配工藝過程和工藝裝備,將所學(xué)理論知識與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系起來;課程實驗教學(xué)將科研成果引入教學(xué),教師運用現(xiàn)代實驗手段開出綜合性、設(shè)計性實驗,讓學(xué)生親自動手,提高了學(xué)生實驗技能和實際動手能力;課程設(shè)計選自實際生產(chǎn)課題,要求學(xué)生獨立完成,同時注意發(fā)揮團隊作用。重點培養(yǎng)學(xué)生制訂零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力;綜合實驗課使學(xué)生受到一次接近實際的工程訓(xùn)練,全面實踐和了解產(chǎn)品從設(shè)計、分析、制造、裝配的全過程,提高學(xué)生綜合分析能力、解決工程實際問題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競賽滿足學(xué)生進行創(chuàng)新的需求,進一步融合理論與實踐,使學(xué)生的工程能力得到進一步提升。在課程建設(shè)過程中,本校進一步強化和加強生產(chǎn)實習(xí)組織、指導(dǎo)教師隊伍的建設(shè),設(shè)立長春一汽生產(chǎn)實習(xí)基地,使生產(chǎn)實習(xí)取得實效。綜合實驗周通過學(xué)生對產(chǎn)品的設(shè)計建模,進行工藝設(shè)計、數(shù)控編程和在機床上加工出產(chǎn)品,使學(xué)生綜合運用知識解決問題的能力大大提高。實驗指導(dǎo)教師在實驗中只講述實驗中的難點、應(yīng)注意的事項,而實驗原理、儀器的工作原理和使用方法由學(xué)生自己在實驗預(yù)習(xí)中完成。另外,安排學(xué)生生產(chǎn)實習(xí),使學(xué)生對機械制造工藝及設(shè)備有一個切身的感性認識,每年還鼓勵學(xué)生參加各種比賽和見習(xí)工程師考試,取得了較好的效果。在專業(yè)課程設(shè)計中融入現(xiàn)代計算機工程軟件的應(yīng)用,實現(xiàn)與先進制造技術(shù)和信息技術(shù)的融合。從計算機輔助設(shè)計進行產(chǎn)品的建模分析,然后基于計算機輔助制造軟件進行零件的數(shù)控編程,通過DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機床上進行加工,得到零件。通過實驗為學(xué)生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設(shè)計過程中教師的指導(dǎo)和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化,使學(xué)生的課程設(shè)計真正取得實效。面向工程實際,為學(xué)生營造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關(guān)資源為學(xué)生提供實踐機會。與機床協(xié)會密切合作,每年組織學(xué)生參觀機床展覽會并進行討論和研討。邀請相關(guān)企業(yè)的技術(shù)工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學(xué)生進行參觀,為學(xué)生創(chuàng)造機會接觸了解先進制造技術(shù)的最新發(fā)展動向和行業(yè)發(fā)展趨勢,增加對現(xiàn)代化企業(yè)實際的感性認識。學(xué)校購置了各種教學(xué)模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機床靜剛度測試儀、主軸動態(tài)特性測試試驗臺等實驗設(shè)備,設(shè)有專門的制造實驗室,為學(xué)生構(gòu)建了實際的工程環(huán)境,使從未接觸過工程實際的學(xué)生建立應(yīng)用的整體概念,突出實驗的演示性、設(shè)計性和綜合性,追求實驗手段的先進性。為了適應(yīng)應(yīng)用型高級人才培養(yǎng)目標(biāo)的實驗體系研究和實驗環(huán)節(jié)的建設(shè),學(xué)校開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗,構(gòu)建實驗平臺,編寫實驗指導(dǎo)書和任務(wù)書;編寫相關(guān)的課程設(shè)計指導(dǎo)書。開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗,初步設(shè)想設(shè)定加工某零件要求達到的精度目標(biāo),讓學(xué)生自主設(shè)計實驗項目和方案,并獨立完成實驗。利用綜合實驗周的時間開設(shè)計算機輔助工藝設(shè)計和先進制造技術(shù)實驗等。主要安排反映制造工程領(lǐng)域技術(shù)先進性和技術(shù)發(fā)展動向的實驗,包括數(shù)控機床加工操作、計算機輔助工藝設(shè)計、計算機輔助制造等實驗,使學(xué)生了解先進制造技術(shù)的研究發(fā)展和基本技術(shù)方法,建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進技術(shù)的實際概念,完成先進技術(shù)設(shè)備實際操作的基礎(chǔ)訓(xùn)練。
中圖分類號:F062.4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1006―723X(2012)01―0013―05
經(jīng)濟全球化是通過近現(xiàn)代技術(shù)的不斷進步及技術(shù)全球化而實現(xiàn)的,技術(shù)全球化是技術(shù)傳播的一種社會現(xiàn)象,其核心內(nèi)容是技術(shù)在時間和空間上的全球化配置。技術(shù)概念內(nèi)在地具有多個層次,在技術(shù)全球化過程中,技術(shù)的這些不同的層次在時間和空間上的全球化配置并呈現(xiàn)出各種社會化的現(xiàn)象。技術(shù)全球化的一個重要特征便是技術(shù)產(chǎn)權(quán)的保護和全球化管理,通過對技術(shù)概念內(nèi)在層次的比較分析,進而考察技術(shù)全球化所蘊含的不同層次,可以為技術(shù)產(chǎn)權(quán)保護和技術(shù)全球化之間關(guān)系提供內(nèi)在解讀。
一、技術(shù)概念的三個層次
技術(shù)是人類依據(jù)自己的信仰或知識,按照自己的意愿或潛意識對物質(zhì)世界進行改造的方式或現(xiàn)象。技術(shù)既起始于物質(zhì)化的世界,又立足于人的思想世界,并服務(wù)于個人或社會對技術(shù)產(chǎn)品的需要。
首先,討論技術(shù)必然是針對的某一個或某一類特定人造物或人工對象,即技術(shù)必然依附于特定人造物或人造對象而存在。人造物和對象是對技術(shù)概念的物化,物化后的技術(shù)以技術(shù)產(chǎn)品的形式參與到社會利益分配后。技術(shù)需要通過對技術(shù)產(chǎn)品的分析而顯現(xiàn),這是技術(shù)概念的第―層含義。
其次,人造物和人造對象必然是為了滿足人們的特定需要或目的,因而技術(shù)產(chǎn)品天然的包含著制造者的意向。另外,技術(shù)概念在物化為特定技術(shù)產(chǎn)品之前,制造者必然堅持了特定的信念或掌握了特定的自然科學(xué)原理,并以這些信念或自然科學(xué)原理指導(dǎo)意向在人造物中的實現(xiàn)自我。也正是在技術(shù)概念的此層涵義下,才存在所謂的技術(shù)是人對自然認識的“解蔽”或“遮蔽”。
第三,在擁有了基本的物質(zhì)原材料之后,人的意向以及所持有的信念和掌握的自然科學(xué)原理經(jīng)過特定的過程物化為人造物。這一系列過程或工藝是技術(shù)概念所包含的第三層涵義,它正是技術(shù)所最初作為“技藝”(craft)所具有的涵義。
總的來說,技術(shù)這三個層次是構(gòu)成了人類依據(jù)技術(shù)知識,通過特定工藝和流程,實現(xiàn)將自己對于產(chǎn)品的意向的過程。
對應(yīng)于技術(shù)概念的三個層次,技術(shù)在實際傳播過程中也包含三個方面:技術(shù)產(chǎn)品的交換傳播、制造者意向性在使用者中的分享以及制造者所依據(jù)的自然科學(xué)原理在學(xué)術(shù)共同體中的共享、制造技術(shù)產(chǎn)品的工藝流程在不同制造者之間的轉(zhuǎn)移。以下將從技術(shù)傳播的這三個層次出發(fā),對技術(shù)全球化在各個層次的表現(xiàn)進行比較分析。
二、技術(shù)全球化的特點
技術(shù)全球化是指技術(shù)研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)移使用、技術(shù)合作等活動超越國界在全球范圍內(nèi)進行,技術(shù)資源在全球范圍內(nèi)自由流動,技術(shù)鏈在世界范圍內(nèi)延長,技術(shù)創(chuàng)新效果最大限度地向全球普及推廣,技術(shù)進步把世界融為一體。技術(shù)全球化是經(jīng)濟全球化的基礎(chǔ)和核心,它表現(xiàn)為技術(shù)研究和開發(fā)的全球化、技術(shù)成果的全球共享和全球性技術(shù)管理三個層次。
全球化是指全球各地區(qū)經(jīng)濟、社會和文化通過全球交流和貿(mào)易而融為一體的過程。全球化表現(xiàn)在社會生活的諸多方面,主要的三個特征是:其一,去區(qū)域化(deterrit aliion),指的是人類活動逐漸突破地域限制,影響拓展至全球,這也是全球化最初的含義;其二,全球性普遍聯(lián)系(imercorulectechless),指的是雖然全球各國或各地區(qū)因為歷史、地理或信仰等的差異,已有的地域和政治邊界會依然持續(xù)存在,但相互之間的交流和聯(lián)系會不斷增加,并且相互差異會在一定程度內(nèi)不斷變??;其三,因交通運輸工具和信息交流技術(shù)的進步,以及技術(shù)進步加劇了商業(yè)競爭,整個社會生活的節(jié)奏顯著加快,這一特點直接塑造著現(xiàn)代人的生活狀態(tài),并對社會發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響,比如社會生活節(jié)奏的加快會促使不同地區(qū)的人產(chǎn)生各自的生活習(xí)慣,生活壓力的不斷增加,并造成了現(xiàn)代社會的諸多特定人群的心理問題(如狂躁癥等)等。
以上所述全球化的三個表現(xiàn)顯然不會是在短時期內(nèi)突然實現(xiàn),因而,全球化是一個相對長期的過程。而在全球化程度加深的過程中,技術(shù)革新始終處于核心地位。在技術(shù)革新中蘊含著人的“創(chuàng)新勞動”,通過改變?nèi)祟愔圃旒夹g(shù)產(chǎn)品的“社會歷史時間”,改進人們創(chuàng)造價值的能力,增加社會價值,進而不斷推進社會變化,推進全球化過程。
三、技術(shù)概念的三個層次與技術(shù)全球化
每次技術(shù)的重大突破都會迅速地向全球擴張,并引起社會生活的深刻變化。技術(shù)向全球的擴張也是從技術(shù)的三個層次出發(fā),其中技術(shù)產(chǎn)品空間上的全球分配是全球化的基礎(chǔ),技術(shù)產(chǎn)品中所含有的制造者的意向伴隨著技術(shù)產(chǎn)品的全球分配,是技術(shù)得以全球擴張的內(nèi)在原因,以及能給社會生活帶來深刻變化的根本原因。只有技術(shù)產(chǎn)品中含有的制造者的意向滿足了社會對于技術(shù)產(chǎn)品的潛在期望,并被社會認可,技術(shù)產(chǎn)品分配的全球化才成為可能。當(dāng)作為個體的人獲得新的技術(shù)產(chǎn)品后,便以技術(shù)產(chǎn)品中包含的制造者的意向來填充了使用者對產(chǎn)品潛在的期望,并因此將個人生活方式改變。當(dāng)這種個人生活方式的改變逐漸擴展到全社會時,技術(shù)產(chǎn)品便得以被全球化分配,并且全社會的整體生活方式被重新刻畫。
此外,當(dāng)技術(shù)產(chǎn)品中包含的制造者意向在滿足了人們對產(chǎn)品的使用期望之后,也會不斷刺激人們對技術(shù)產(chǎn)品所能滿足的期望作進一步的期望,這些不斷產(chǎn)生的期望隨后被產(chǎn)品制造者賦予技術(shù)產(chǎn)品,因而又指導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)者的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)方向。因此,制造者賦予技術(shù)產(chǎn)品的意向和產(chǎn)品使用者不斷產(chǎn)生的對技術(shù)產(chǎn)品的新期望一起不斷塑造著社會生活方式和生產(chǎn)方式。造紙術(shù)、火藥、蒸汽機、蒸汽船、飛機等發(fā)明便是以技術(shù)的前兩個層次向全球擴張而深刻地刻畫了人類社會生活的技術(shù)展現(xiàn)。
技術(shù)全球化是技術(shù)在時間和空間維度上的傳播,技術(shù)傳播內(nèi)在地從技術(shù)概念所包含的三個層次逐步形成各自的全球化特征,分別具體表現(xiàn)為:
(一)技術(shù)產(chǎn)品分配的全球化
技術(shù)依附于人造物和人造對象。技術(shù)全球化首先便是技術(shù)產(chǎn)品在分配的過程中全球化,在技術(shù)產(chǎn)品的交換過程中,人類勞動通過市場交換互相構(gòu)建彼此的生命,從而實現(xiàn)人與人之間生命的內(nèi)在聯(lián)系,即技術(shù)產(chǎn)品的交換過程本身也是創(chuàng)造社會關(guān)系的過程。因而技術(shù)的全球化之中必然蘊含著全球性的人與人聯(lián)系的不斷加深,并
最終形成各地區(qū)聯(lián)系的不斷加深。并且正是通過技術(shù)產(chǎn)品的分配在空間范圍上的不斷擴張,時間上的不斷加速,才使得技術(shù)在全球范圍內(nèi)的影響日益加深,使得全球化其他方面的特點成為可能。
其次,技術(shù)產(chǎn)品當(dāng)用于相互交換便成為了商品,因而技術(shù)產(chǎn)品的分配至少是與商品概念一起出現(xiàn)的?!皞€人的產(chǎn)品或活動必須先轉(zhuǎn)化為交換價值的形式,轉(zhuǎn)化為貨幣,并且個人通過這種物的形式才能取得和證明自己的社會權(quán)力?!奔夹g(shù)產(chǎn)品作為商品以貨幣作為中間媒介進行交換的歷史悠久,只是歷史上各個時期因交通運輸手段的差異,使得商品能夠被交換的空間和時間范圍受到了不同限制。比如在沒有發(fā)明飛機時,臺灣出產(chǎn)的蔬菜和水果等農(nóng)產(chǎn)品(其中也包含了特定的農(nóng)業(yè)技術(shù))就很難成為大陸商品市場上的交換品;沒有發(fā)明保鮮技術(shù)時,農(nóng)產(chǎn)品大部分只能在離開果園后的數(shù)天內(nèi)被交易。因此,隨著新的更快捷的交通運輸工具等其他相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生,不同歷史階段技術(shù)產(chǎn)品的交換不同的只是時間和空間范圍均被不斷擴大。
再次,全球各地區(qū)或國家的消費者對于物質(zhì)消費品需求或潛在需求的差異區(qū)別并不太大。雖然因地理位置和生活習(xí)慣的差異各自會對某些技術(shù)產(chǎn)品有少量需求差異,比如熱帶地區(qū)與寒帶地區(qū)對服飾、東亞和歐洲對部分食物等需求上的差異,但這些差異也是自古有之,并且也在全球技術(shù)產(chǎn)品交易中體現(xiàn)得越來越不明顯。這也促成了技術(shù)產(chǎn)品能夠在全球范圍內(nèi)被分配。同時,因為技術(shù)產(chǎn)品的交換內(nèi)在地構(gòu)建了人與人在社會上的關(guān)系,隨著全球化程度的不斷加深,全球各國和各區(qū)域之間人們接受和使用的技術(shù)產(chǎn)品也日漸趨同,這反過來又促進了技術(shù)產(chǎn)品分配的全球化程度。
(二)意向和自然科學(xué)原理傳播的全球化
技術(shù)產(chǎn)品包含著制造者的意向和制造產(chǎn)品時堅信的某些信念或所依據(jù)的自然科學(xué)原理。不斷被發(fā)現(xiàn)的新的自然科學(xué)原理和不斷被開發(fā)出的新的意向是新的技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)的前提和動力。隨著信息交流技術(shù)的發(fā)展,制造者賦予某種技術(shù)產(chǎn)品的意向能很快地為全球所共享,比如在日本某家公司開發(fā)出了一種實現(xiàn)特定功能的機器人后,通過新聞媒體報道,全球其他地區(qū)雖然無法掌握其制造方法或者也無法擁有該類新的技術(shù)產(chǎn)品,但都能很快地分享此種機器人中所蘊含的制造者的意向,并在心中形成一個將來是否認可能接受該技術(shù)產(chǎn)品的觀念。
此外,技術(shù)產(chǎn)品中所蘊含的與物理、電子和機械等相關(guān)的最新自然科學(xué)的理論進展也往往會以學(xué)術(shù)期刊或著作的形式,通過網(wǎng)絡(luò)等信息傳播方式快速為學(xué)術(shù)共同體全球性所共享。只是,產(chǎn)品的意向性,以及產(chǎn)品所依據(jù)的自然科學(xué)的基本原理即使被共享,卻并不能保證產(chǎn)品可以被制造出,因為這其中涉及了許多技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品所必需的工藝流程或物質(zhì)原料,最典型的例子就是原子彈。雖然制造原子彈所依據(jù)的物理原理在核物理學(xué)術(shù)共同體內(nèi)并非秘密,但將核物理中的自然科學(xué)原理和對于原子彈的意向轉(zhuǎn)化為原子彈所必需的原料、支持設(shè)備及工藝流程等卻不是全球共享,而且也是全球遏制核擴散的關(guān)鍵所在。
再者,如同技術(shù)產(chǎn)品的交換一樣,意向和自然科學(xué)原理交換的過程本身也會創(chuàng)造相應(yīng)的社會關(guān)系。隨著產(chǎn)品含有的意向憑借廣告等傳媒而獲得越來越廣泛的傳播范圍,并獲得越來越廣泛的社會認可度,人與人在對于產(chǎn)品的期望上也將日益趨同,使得人與人的社會聯(lián)系更加緊密,并反過來促進全球化的技術(shù)能夠更深入地發(fā)展。
(三)技術(shù)工藝和流程傳播的全球化
技術(shù)物化為產(chǎn)品需要一定的制作過程和工藝流程,將技術(shù)轉(zhuǎn)化為人造物或?qū)ο蟮倪^程隨著時代的發(fā)展,整體上流程變得越來越復(fù)雜。幾百年前,制作一輛馬車只需要幾十個零件和不多的幾個步驟便能實現(xiàn),但如今要生產(chǎn)一輛汽車則需要準(zhǔn)備成千上萬的零件和步驟。新技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中大量增加的零件和制作步驟包含著大量的創(chuàng)新勞動或創(chuàng)新勞動成果,正是這種制作過程和工藝流程中包含著“創(chuàng)新勞動”,其創(chuàng)造的價值也日益增加,因而所具有的價值也日益增加。
此外,由于所需原配件數(shù)量的多樣化和制造步驟的多樣化,使獲得制造產(chǎn)品的工藝流程所必需付出的工作量不斷增大,也使得產(chǎn)品變得越來越難以被復(fù)制。進而,技術(shù)產(chǎn)品的制作流程和工藝被保密,并逐漸發(fā)展成為新的商品――技術(shù)專利。當(dāng)制造技術(shù)產(chǎn)品的工藝或流程成為專利后,專利法律賦予專利所有者對技術(shù)產(chǎn)品的制作工藝或流程一定時間期限內(nèi)獨有權(quán),其他任何人都需要購買專利使用權(quán)這種特殊的商品,才能使用產(chǎn)品的制作流程和工藝。制造技術(shù)產(chǎn)品的工藝和流程在成為專利后雖然通過文本形式可以被全球共享,但卻不同于技術(shù)概念的前兩個層次使全球各國主動或被動進入全球化,以下對此將作更加詳細的討論。
四、技術(shù)專利的全球化
正是由于技術(shù)產(chǎn)品的制作過程和工藝流程自身含有的價值,近代隨著大量新的技術(shù)產(chǎn)品及其制作工藝流程的產(chǎn)生,以及產(chǎn)品交換日益頻繁,逐漸促成了技術(shù)專利制度的形成。技術(shù)概念中的技術(shù)工藝和流程在全球化進程中主要體現(xiàn)在技術(shù)專利的全球共享和管理全球化。
(一)制作工藝流程的保護及技術(shù)專利的產(chǎn)生 。
雖然紙張、火藥、蒸汽機、蒸汽船、飛機等新技術(shù)產(chǎn)品及其中所蘊含的意向可以被全球共享,而且其中所包含的基礎(chǔ)性的自然科學(xué)知識也可以被學(xué)術(shù)共同體共享,但并非每一個地區(qū)在特定時候都能自己制造出這些技術(shù)產(chǎn)品。因為制造技術(shù)產(chǎn)品的工藝流程是技術(shù)轉(zhuǎn)化為人造物必不可少的重要步驟,也最容易被保護,因此歷史上技術(shù)產(chǎn)品的制造工藝便一直被保密或受到保護,比如莊子的《逍遙游》中:“宋人有善為不龜手之藥者,世世以滸游觥為事??吐勚?,請買其方百金。聚族而謀日:‘我世世為游觥,不過數(shù)金,今一朝而鬻技百金,請與之?!偷弥哉f吳王。越有難,吳王使之將,冬,與越人水戰(zhàn),大敗越人。裂地而封之。能不龜手一也,或以封,或不免于拼,則所用之異也?!?大意是一戶宋國人世代相傳了一種可以冬天護手的藥方,并用此藥在冬天幫人清洗謀生。―個說客用百金購得此方后游說吳王冬天讓士兵水仗時用此藥,結(jié)果使得吳軍大勝越軍,因而獲得吳王封地獎賞。)又比如公元2到3世紀(jì)的羅馬修辭學(xué)家Athenaeus記載了:公元5世紀(jì)前的希臘城市Sybaris每年都會舉辦烹飪比賽,并授予比賽的優(yōu)勝者其烹飪方法一年的獨家使用權(quán);1492年,弗羅倫薩人Filippo Bnmelleschi被給予Ar-no河上運輸重物的方法的三年獨占權(quán);1449年,當(dāng)時的英國國王亨利六世向佛蘭芒人John授予為伊頓公學(xué)制造彩色玻璃的方法專利,這些都可以被看做定技術(shù)產(chǎn)品制造工藝后流程被當(dāng)做專利保密或保護的雛形。
當(dāng)越來越多的工藝流程中蘊含的價值需要被保護時,并且這種對工藝流程的保護可以有效地促進社會的創(chuàng)新熱情時,以立法為基礎(chǔ)的專利制度便開始形成。近代意義上的專利始于1474年,當(dāng)時的威尼斯共和國頒布了一項法令,規(guī)定該國每項新發(fā)明的技術(shù)使用前都必須征得政府
的統(tǒng)一,以避免被發(fā)明者以外的人使用。此后,西方各國紛紛頒布了自己的專利保護法:如美國的第一步專利法頒布于1790年,法國的第一步專利法頒布于1791年,澳大利亞第一部本土專利法頒布于1854年等。頒布第一步專利法時,各國大體上正好開始了各自的工業(yè)化進程,并由此加入了技術(shù)產(chǎn)品大規(guī)模全球分配的隊列之中。
(二)技術(shù)專利的全球化
當(dāng)專利制度在全球建立并形成了全球統(tǒng)一的專利管理機構(gòu),如IPO(Intellectual Property Of-flee)、WIPO(World Intellectual Property Organiza-tion)等,技術(shù)便實現(xiàn)了全球管理,這正是技術(shù)全球化的特征之一。在這種全球技術(shù)管理之下,雖然制造產(chǎn)品的部分工藝通過專利文本向全球公開,但獲得重要專利的使用權(quán)往往花費巨大,或者侵犯使用權(quán)后需要支付的賠償金額巨大,”使得一般中小公司以及不發(fā)達國家的企業(yè)無力購買和使用。
另外,現(xiàn)代社會進行技術(shù)研發(fā)的主體是資金雄厚的大企業(yè),或受大企業(yè)資助的大學(xué)研究機構(gòu),而這些大企業(yè)和研究機構(gòu)的研究目的性強,所開發(fā)的技術(shù)的專利權(quán)一般也只歸大企業(yè)或研究機構(gòu)的資助者所有,其他研究機構(gòu)無法在專利有效期內(nèi)無償?shù)鼗趯@晒_展進一步研究,因此專利所涉及的技術(shù)的積累進步,一般也只能出自其所有者。
此外,新的重要技術(shù)專利一般能給研發(fā)者帶來市場上相應(yīng)技術(shù)產(chǎn)品的壟斷經(jīng)營權(quán),并且通過對技術(shù)專利的獨占,研發(fā)者能收回的利益一般遠遠高于其研發(fā)成本,并因此進一步刺激研發(fā)者開發(fā)新技術(shù),不斷進行技術(shù)積累,使得其他競爭者更加難以輕易涉足此領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā),從而實現(xiàn)了專利所有者對專利技術(shù)壟斷的強化。
再者,重要的技術(shù)專利實際上是很少作為特殊商品參與全球分配,除非專利擁有者經(jīng)營不善導(dǎo)致企業(yè)瀕臨倒閉或經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生重大調(diào)整,比如因經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生重大變動,以及金融危機或管理不善使得某些大企業(yè)不得不出售自己旗下的知名品牌和生產(chǎn)技術(shù)。而即使那些擁有重要技術(shù)專利的企業(yè)向市場出售自己的品牌和生產(chǎn)技術(shù),也并不是一般缺乏經(jīng)濟實力的企業(yè)或國家有足夠資金進行購買的,更不要說出售重要技術(shù)專利使用權(quán)的企業(yè)所在的國家還常常會干預(yù)這些出售旗下品牌和技術(shù)企業(yè),對購買者做出種種限制。
因此,重要專利權(quán)的出售實際上并非如技術(shù)產(chǎn)品,或其中所含有的制造者意向性和自然科學(xué)原理那樣能真正全球化。技術(shù)專利作為商品,其實際的傳播還是只會集中于經(jīng)濟發(fā)達國家或少數(shù)有實力的企業(yè)。從技術(shù)概念的第三個層次來看,技術(shù)的全球化只能稱得上技術(shù)管理和研發(fā)上的全球化,因而只是有限意義上的全球化,但會推進技術(shù)全球化第一個層次的深化。
五、結(jié)論
綜上所述,在技術(shù)概念的第一層和第二層涵義上,即作為物的技術(shù)產(chǎn)品和其中含有的制造者意向和依據(jù)的自然科學(xué)原理等之上,隨著交通運輸工具的改進,信息交流技術(shù)的發(fā)達,全球所有國家都會在時間和空間上或主動或被動地進入全球化。但是,在技術(shù)概念的第三個層次上,即技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品的過程和工藝之上,如果不掌握有大量關(guān)鍵的技術(shù)專利,并且不能持續(xù)加強自己的技術(shù)創(chuàng)新能力,那么經(jīng)濟不發(fā)達的國家或經(jīng)濟實力不夠強的企業(yè)將永遠不能真正地融入技術(shù)全球化之中,換句話說,將永遠拒斥在技術(shù)全球化大門之外――這就是技術(shù)全球化的技術(shù)壁壘。這將不僅僅是一國或―個企業(yè)能否獲得更大經(jīng)濟利益的問題,而是國家或企業(yè)能否真正順應(yīng)世界發(fā)展的大趨勢,能否可持續(xù)發(fā)展的至關(guān)重要的問題。所以國家或企業(yè)能否堅持走自主創(chuàng)新,并不斷積累重要的先進技術(shù),決定了其能否順應(yīng)歷史發(fā)展大趨勢,能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
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中圖分類號:F407.44 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
機械制造加工是把原材料、半成品轉(zhuǎn)化為成品的生產(chǎn)過程,包括產(chǎn)品圖紙設(shè)計、生產(chǎn)組織準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備、原材料購買、標(biāo)準(zhǔn)件統(tǒng)籌、毛坯制造、零件機械加工與熱處理、裝配等一系列工序。在所有生產(chǎn)流程中占據(jù)最重要地位的是工藝,它包括鍛壓、鑄造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配和試驗等。在加工過程中,所有加工條件和加工方法都是有區(qū)別的,零部件的制作工藝也是多種多樣的。
1 現(xiàn)代機械工藝的廣義概念
工藝是制造技術(shù)的靈魂,也是核心力量?,F(xiàn)代制造工藝可以說是先進制造技術(shù)的重要組成部分,也是其最有活力的部分?!霸O(shè)計”和“工藝”非常重要,缺一不可。很多人把二者割裂或?qū)α⑵饋?,這顯然不正確,應(yīng)用廣義的“制造”概念把它們統(tǒng)一起來?,F(xiàn)在,人們常會較為看重設(shè)計師在產(chǎn)品創(chuàng)意上的作用,卻未能正確評價工藝制造師的作用。機械制造是一門歷史悠久的學(xué)科,在人類文明的發(fā)展進程中占據(jù)了重要地位。而機械制造工藝是專門研究產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個過程的工程學(xué)科。綜上所述,為適應(yīng)時代要求,必須采用現(xiàn)代機械制造技術(shù)。
2 機械制造工藝的發(fā)展趨勢
在機械制造工藝不斷發(fā)展的今天,其在國內(nèi)外表現(xiàn)出全球化、自動化、環(huán)保化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化等發(fā)展趨勢,下面我們就其中幾個方面作個簡單探討。
(1)全球化。機械制造業(yè)的國內(nèi)、國際市場競爭越來越激烈,不少企業(yè),甚至包括知名企業(yè),在無情的競爭中落敗,倒閉的倒閉,被兼并的被兼并,不少暫時還得以在國內(nèi)市場立足的知名企業(yè)只能另辟蹊徑,拓展新市場。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展進一步推動了企業(yè)間既競爭又合作的發(fā)展趨勢,它與激烈的市場角逐相互作用,成為了制造業(yè)全球化的發(fā)展動力。當(dāng)然我們也需要明確,全球化機械制造的基礎(chǔ)是技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化,是網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展使得制造全球化得以完整實現(xiàn)。
(2)自動化。自動化信息管理一直是機械制造工藝領(lǐng)域追求的終極目標(biāo),制造技術(shù)自動化可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率,同時又能降低成本,減輕工人的勞動強度。目前,制造技術(shù)自動化的研究方向主要是制造系統(tǒng)中的集成和系統(tǒng)技術(shù)、制造單元技術(shù)、人機一體化制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人、制造過程的計劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)以及適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等。
(3)網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及為企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營等活動帶來了新的變革,零件制造、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品銷售與市場開拓都變得可以在異地甚至異國進行。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展同時也加快了技術(shù)信息的交流,加強了產(chǎn)品開發(fā)的合作與經(jīng)營管理模式的學(xué)習(xí),在一定程度上推動了企業(yè)向既競爭又合作的方向發(fā)展。
眾所周知,現(xiàn)代機械制造技術(shù)突出表現(xiàn)為現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成,它不僅是國民經(jīng)濟的重要組成部分,也是衡量國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,是國際間科技競爭的重點。我們要抓住機遇,了解機械制造技術(shù)工藝的發(fā)展特點,把握現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,緊跟發(fā)展先進制造技術(shù)的世界潮流,將發(fā)展現(xiàn)代機械制造工藝放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,盡快縮小與發(fā)達國家的差距,才能在全球化的激烈競爭中立于不敗之地。
3 機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀分析
我國的現(xiàn)代制造技術(shù)主要沿著“廣義制造”(或稱“大制造”)的方向發(fā)展,具體的發(fā)展方向可以歸納為 4 個方面和多個大項目。這4個方面體現(xiàn)為現(xiàn)代設(shè)計的技術(shù)、現(xiàn)代成形和改性的技術(shù)、現(xiàn)代加工的技術(shù)、制造系統(tǒng)和管理的技術(shù),大項目則包括反求工程、分層制造技術(shù)、微納米技術(shù)、中尺度制造技術(shù)、極限制造技術(shù)、高速加工技術(shù)、表面工程技術(shù)、質(zhì)量控制工程、虛擬制造、智能制造、協(xié)同制造、綠色制造和共生制造等。當(dāng)前,我國工藝發(fā)展的重點是并行設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計、改性技術(shù)與現(xiàn)代成形、材料成形過程仿真和優(yōu)化等。
3.1 機械制造工藝中自動化的發(fā)展現(xiàn)狀
自動化制造單元在機械制造工藝領(lǐng)域已經(jīng)逐漸得到廣泛應(yīng)用,其主要特征就是利用多臺或者單臺加工機器、數(shù)控機床等進行多種產(chǎn)品的加工,因此可以看成是一種小型化的較為靈活的自動系統(tǒng)。這是機械制造中自動化生產(chǎn)與成本相互配合作用下的產(chǎn)物,其最大的優(yōu)勢就是能夠提高生產(chǎn)效率從而降低生產(chǎn)成本。機械制造中的自動化系統(tǒng)由多個自動化數(shù)控機床構(gòu)成,在統(tǒng)一的計算機體系之下接受控制,進而形成一個簡單的加工性的流水線,具有很強的實用性,在我國的企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)中自動化制造和分散控制是主導(dǎo),具有生產(chǎn)線自動化的特點,已經(jīng)在很多技術(shù)領(lǐng)域廣為使用。自動化制造工廠將單一的制造過程連接起來,并配備健全的儲運系統(tǒng),使得原材料采購、產(chǎn)品生產(chǎn)與裝配以及成品檢驗與配送等一系列的工序都在自動化中完成運轉(zhuǎn)。在我國,具備這樣的自動化系統(tǒng)的工廠仍僅占少數(shù)。
3.2 機械制造工藝中激光技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用
激光技術(shù)是利用激光快速成型的技術(shù),這里主要指的是利用激光的快速切割功能,輔之以計算機的 CAD 模塊,以制造出所需要的商品零件樣品。這種技術(shù)的主要特征是在計算機的 CAD 模塊指揮下實現(xiàn)快速的切割以及成型,應(yīng)用該技術(shù)可以直接制造出零件的模型甚至是零件本身,且在沒有模具和其他相關(guān)輔助工具幫助時也能進行一次性加工,這對于較為復(fù)雜的零件加工尤為有用。因此,這項技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在機械工藝制造中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。在機械制造業(yè)中,為了提高使用壽命或機械性能,很多零件都需要做熱處理。特別是一些容易磨損的零件,為了延長其使用壽命,一般都需要對其表面進行一些必要的處理。在機械制造工藝過程中最為常見、應(yīng)用范圍最廣的就是在零件表面添加熔覆材料來提高其耐磨程度,使其表面形成一個特殊的保護層。在這種方式的基礎(chǔ)上,機械制造工藝將激光的高溫特性運用到一些材料的熱處理工序中,使得零件表面固化。與此同時,激光技術(shù)還被運用到默寫模具生產(chǎn)的修復(fù)工序中,在不改變原有尺寸大小的情況下加長其使用期限。
0引言
先進制造技術(shù)fAdvancedManufacturingTech—nique,縮-~AMT)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程。以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)。提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。資料表明,由于一些企業(yè)缺乏先進制造技術(shù)等產(chǎn)品開發(fā)與制造手段,產(chǎn)品開發(fā)周期長、成本高,難以適應(yīng)多變的市場需求,從而嚴(yán)重影響了企業(yè)的核心競爭力。
先進制造技術(shù)已成為當(dāng)前高校機械類專業(yè)的關(guān)鍵課程之一。本課程是對以前的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的擴展,主要圍繞先進制造技術(shù)的各主題,系統(tǒng)介紹各種先進制造技術(shù)的理念與裝備技術(shù)。旨在使學(xué)生了解國內(nèi)外先進制造技術(shù)的前沿技術(shù),開闊思維拓寬知識面,掌握先進制造技術(shù)的理念與方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與工程實踐能力。文中針對先進制造技術(shù)的特點及當(dāng)前教學(xué)中存在的一些問題,就如何提高先進制造技術(shù)教學(xué)質(zhì)量進行一些探討…。
1先進制造技術(shù)的特點
1.1先進制造技術(shù)是一個發(fā)展的概念
事物的先進性具有明顯的相對性.先進制造技術(shù)是相對于傳統(tǒng)制造技術(shù)而言的。某種現(xiàn)階段先進的技術(shù)若干年后可能會顯得落后,甚至被淘汰。尤其隨著計算機科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展及滲入融合到現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,反映現(xiàn)代科學(xué)理論的系統(tǒng)論、信息論、控制論和智能理論與控制技術(shù)有機融合為一體,導(dǎo)致先進制造技術(shù)具有明顯的時效性。因此,先進制造技術(shù)體系只有不斷補充新技術(shù)、淘汰落后技術(shù),才能永遠保持其先進性。
1.2多學(xué)科集成的特性
先進制造技術(shù)并不是指某一項具體技術(shù),而是機械、材料、電子、信息、自動化、管理、環(huán)保等多門學(xué)科的理論和技術(shù)相互滲透。共同發(fā)展而形成的技術(shù)綜合體。先進制造技術(shù)在性質(zhì)上跨越自然科學(xué)、環(huán)境科學(xué)社會科學(xué)。特另是經(jīng)濟學(xué)和管理科學(xué);同時又與技術(shù)科學(xué)和眾多門類的工程技術(shù)相聯(lián)系,是多種學(xué)科的集成。先進制造技術(shù)特別強調(diào)人、技術(shù)、管理三者的有機結(jié)合。
1.3包含的信息量很大
先進制造技術(shù)是一個龐大的科學(xué)技術(shù)體系。所有本課程包含的信息量很大。如在管理方面,先進制造技術(shù)包含準(zhǔn)時生產(chǎn)(JI、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù);制造工藝方面包括高精密加工、精細加工、微型機械和微納米技術(shù)、激光加工等;自動化技術(shù)方面包括柔性制造單~(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)。而且不同方向之間的聯(lián)系不是太緊密,系統(tǒng)性不太強。
2提高先進制造技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的建議
1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)興趣是推動學(xué)生努力學(xué)習(xí)的內(nèi)車動力,如學(xué)生對先進制造技術(shù)有了濃厚的興趣,學(xué)習(xí)就會事半功倍。但當(dāng)前很多學(xué)生由于缺少壓力,對先進制造技術(shù)的認識不足.甚至有些學(xué)生認為學(xué)習(xí)先進制造技術(shù)只是為了通過考試和畢業(yè)。為此,首先需要從先進制造技術(shù)的重要性、用途等方面對學(xué)生加強引導(dǎo)。通過事實說明,讓學(xué)生充分認識到先進制造技術(shù)的重要性,從而在思想上重視起來。其次在進行教學(xué)設(shè)計時.應(yīng)充分挖掘課程中令學(xué)生感興趣的內(nèi)容。如果有條件可以讓學(xué)生實地參觀,接觸先進制造技術(shù)的實際應(yīng)用.從而使理論與實踐相結(jié)合.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
2)精心準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容。正如前面所講述的,先進制造技術(shù)是一個發(fā)展的概念。但實際教學(xué)中出現(xiàn)一些教案很長時間不更新等現(xiàn)象。要想提高本課程的教學(xué)質(zhì)量需要保持教學(xué)內(nèi)容的前沿性,教師應(yīng)密切關(guān)注先進制造技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展;并將相關(guān)技術(shù)特別是應(yīng)用性和市場潛力巨大的那些先進技術(shù)及時融合到教學(xué)內(nèi)容中.從而讓學(xué)生以發(fā)展的眼光來學(xué)習(xí)這門課,并從中得到終身學(xué)習(xí)的啟示。當(dāng)前獲取相關(guān)資料的途徑很多:可以通過網(wǎng)絡(luò)、雜志或電視其它媒體很方便了解到制造業(yè)中前沿技術(shù):有條件的教師也可以多參加一些大型的相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品展覽會、學(xué)術(shù)會議以拓寬視野和積攢素材。這樣才可能開闊學(xué)生的視野,很好地培養(yǎng)他們以動態(tài)的思維看待事物的習(xí)慣。
先進制造技術(shù)包含的信息量很大,而且各個方向的聯(lián)系不是太緊密。因此,在收集教學(xué)素材的基礎(chǔ)上需要加以整理.注意前后知識的銜接,增強授課內(nèi)容的系統(tǒng)性。在計劃教學(xué)內(nèi)容時,盡量從學(xué)生在現(xiàn)實生活中熟悉的產(chǎn)品或能接觸知識人手,逐漸過渡到所要講授的某項先進制造技術(shù),并盡量多地利用相關(guān)的錄像、視頻、動畫、圖片和CAI課件來吸引學(xué)生的眼球,激發(fā)學(xué)生的好奇心。
3)豐富教學(xué)方法。增強師生互動。在教學(xué)中貫徹“以學(xué)生為中心”和“發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用”的教學(xué)思想。教師應(yīng)從教學(xué)中的主體地位轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)作用,而學(xué)生則應(yīng)由被動接受知識變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體。只有這樣才能充分調(diào)動教與學(xué)雙方的主動性和潛能,最大限度地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
在實際教學(xué)中可以采用課堂討論的形式進行。事先告訴學(xué)生下一次課的主題,布置任務(wù)讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、期刊去收集資料并整理;上課時先讓學(xué)生自己針對該項先進制造技術(shù)的優(yōu)勢、技術(shù)特點、應(yīng)用條件、加工成本、加工質(zhì)量及效率等各個方面進行討論;碰到問題時再由教師進行補充和總結(jié)。通過課堂討論這種積極活潑的學(xué)習(xí)方式,不僅使學(xué)生們學(xué)到更多的知識,而且增強了他們之間進行學(xué)術(shù)交流的動力。這種教學(xué)方法在一定程度可改變傳統(tǒng)的那種教師教得乏味,學(xué)生學(xué)得無趣的現(xiàn)狀,從而提高本課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。